JP4557377B2 - フロート式スチームトラップ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気使用機器や蒸気配管等に接続され、自動的に復水を排出するスチームトラップに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフロート式スチームトラップを図8および図9に示す。図8に示すフロート式スチームトラップ50は、フロート51に一端が固定され他端が回動自在に支持されているレバー52に、円筒状の内弁53が固定されており、この内弁53がフロート51の上下動に追随して上下動するように構成されたものである。
【0003】
また、図9に示すフロート式スチームトラップ60は、フロート61に一端が固定され他端が回動自在に支持されたレバー62の下端部に球状の内弁63が固定されており、この内弁63がレバー62の回動動作と共に開閉動作をするものである。
【0004】
これら図8、図9に示すフロート式スチームトラップで、フロートの浮力をF、フロートの中心からレバーの回動中心の位置までの距離をL1 、レバーの回動中心の位置から内弁の取り付け位置までの距離をL2 、排出口の断面積をA、排出口の入口側と出口側との復水の圧力差をΔPとすると、開弁するための条件は次式で表される。
F×L1 >A×ΔP×L2 ・・・式(1)
【0005】
しかしながら、従来のフロート式スチームトラップにおいて、開弁するためには式(1)においてFまたはL1 を大きくするか、AまたはΔP,L2 を小さくすればよいが、FまたはL1 を大きくすることは装置全体が大型化するという問題点があった。
【0006】
また、Aを小さくすることは排出能力の低下を招き、L2 を小さくすることは内弁のリフト量がとれないので復水の排出能力の低下につながる。さらにΔPを小さくすることは、使用条件を制限することとなり、汎用性がなくなるという問題点を生じる。
【0007】
そこで、これらの問題点を解決するために、従来においては、排出能力の大きいフロート式スチームトラップは、装置全体が大型化しており、使用可能なΔPが小さいものであった。また、装置が小型化したものや使用可能なΔPを大きくしたものは、排出能力が小さくなっていた。そのため、広範囲のスペックを満足させるためには、機種の数が多くなったり、装置が大型化する傾向があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、フロート式スチームトラップに求められる課題としては、次のようなものがある。
1)従来の大型化した装置全体を小型化すると共に排水能力を増大し、かつ使用圧力範囲を広くする。
2)急激な復水流入や装置の輸送中の振動などの外乱に対して、フロートが暴れて破損しないようにする。
3)内弁の急激な閉止に伴うウォータハンマの発生を防止する。
4)復水排出能力の大きい装置において、復水流入量が少ない場合でも、連続排出を可能にする。
【0009】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、装置を小型化すると共に排水能力を高め、外乱によりフロートが破損するのを防ぎ、ウォータハンマの発生を防止するフロート式スチームトラップを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の本発明に係るフロート式スチームトラップは、フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と排出口とを有する本体と、前記フロート室に配置されたフロートと、前記フロート室に設けられ、前記フロートを上下動可能に案内するガイド部材と、前記フロートに取外し可能に設けられたホルダと、前記排出口を開閉可能なプラグと、前記フロートの上下動に応じて前記プラグが回転して前記排出口を開閉するよう前記ホルダと前記プラグとに接続された運動伝達機構とを有し、前記本体はボデーとカバーとシートフランジとを有し、前記ボデーは前記ホルダと前記プラグと前記運動伝達機構とを外部に取出し可能な大きさのフランジ取付け孔を有し、前記シートフランジは前記排出口を有して前記フランジ取付け孔に取外し可能に設けられていることを、特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、流入口からフロート室に流体が入り、フロート室に流体が所定量まで溜まると、フロートが浮いて上昇する。フロートは、ガイド部材により案内されて上下動する。フロートが上昇すると、その運動が運動伝達機構を介してプラグに伝達され、プラグが回転して排出口を開く。これにより、フロート室に溜まった流体が排出口から排出される。フロート室から流体が排出されると、フロートは下降し、運動伝達機構を介してプラグは回転して排出口を閉じる。
【0012】
このように、フロートがレバーに固定された機構と異なり、フロートがレバーにより回転運動する空間が不要となるので、装置を小型化するとともに、排出口の断面積を大きくして排水能力を高め、使用圧力範囲を広くすることができる。また、フロートの動きはガイド部材に案内された上下動のみに規制されるので、振動等の外乱でもフロートが暴れることがなく、フロートの破損を防止できる。さらに、プラグは回転して排出口を閉じるようになっているので、排出口の開閉を緩やかに行うことができ、内弁の急激な閉止に伴うウォータハンマの発生を防止することができる。
また、シートフランジをフランジ取付け孔から取り外すことにより、フランジ取付け孔からホルダとプラグと運動伝達機構とを外部に取り出すことができるので、メンテナンスの手間と費用を削減することができる。
【0013】
また、請求項2の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、請求項1の構成において、前記ガイド部材は、前記フロートを貫通して前記フロート室の上部および下部に接続したガイドシャフトから成ることを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、フロートの動きはガイドシャフトに案内された上下動のみに規制されるので、振動等の外乱でもフロートが暴れることがなく、フロートの破損を防止できる。
【0015】
また、請求項3の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、請求項1または2の構成において、前記ホルダはピンを有して前記フロートの下端部に固定され、前記運動伝達機構はレバーを有し、前記レバーは前記プラグに一体的に設けられ一端が前記ピンにスライド可能に設けられ前記プラグが回転して前記排出口を開閉するよう他端が前記本体に回転可能に設けられていることを特徴とする。
【0016】
上記構成によれば、フロートが上下動すると、レバーがピンに対してスライドしながら他端を中心として回転し、プラグを回転させ、排出口を開閉する。この構成では、装置の構造が簡単で、しかも小型の装置とすることができる。さらに、レバーをホルダから取外し容易な構成にして、メンテナンスを容易にすることができる。
【0017】
また、請求項4の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、請求項1または2の構成において、前記運動伝達機構は第1レバーおよび第2レバーを有し、前記第1レバーは一端が前記ホルダに回転可能に設けられ他端が前記第2レバーの一端に回転可能に設けられ、前記第2レバーは前記プラグに一体的に設けられ前記プラグが回転して前記排出口を開閉するよう他端が前記本体に回転可能に設けられていることを特徴とする。
【0018】
上記構成によれば、フロートが上下動すると、第1レバーを介して第2レバーが他端を中心として回転し、プラグを回転させ、排出口を開閉する。この構成では、フロートの浮力をリンク機構により増幅させることが可能なので、出力を大きくすることができ、高圧タイプの装置に適している。
【0021】
また、請求項5の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、請求項1,2,3または4記載の構成において、前記プラグは回転中心が前記排出口の中心軸線からずれたプラグから成ることを特徴とする。上記構成によれば、復水の排出量特性のレンジアビリティが高くなり、排出量が小から大まで連続した動作ができる。
【0022】
また、請求項6の本発明に係るフロート式スチームトラップでは、請求項1,2,3または4記載の構成において、前記プラグはボール弁から成ることを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1〜図7は、本発明の実施の形態を示している。
図1に示すように、偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップAは、本体1と、ガイドシャフト2と、フロート3と、ピンホルダ4と、プラグ5と、レバー6とを有している。
【0024】
本体1は、金属製であってボデー7とカバー8とシートフランジ9とから成り、これらの内部にフロート室1aを有している。ボデー7は主としてフロート室1aを形成し、カバー8はボデー7の上部に固定されて蓋をするようになっている。ボデー7には復水の流入口7aと流出口7bとが形成されている。ボデー7は下部にフランジ取付け孔7cを有し、シートフランジ9はフランジ取付け孔7cに取外し可能に設けられている。シートフランジ9は、フロート室1aおよび流出口7bに連通して復水を排出するための排出口10を有する。フロート室1aの流入口7a側にはストレーナ11が取り付けられ、ゴミ等の異物が流入するのを防止している。
【0025】
ガイドシャフト2は、フロート室1aの中央部を上下方向に通って、両端がフロート室1aの上部のカバー8および下部のボデー7に接続されている。フロート3は、フロート室1aに配置されている。フロート3は、中心部に貫通孔3aが形成されており、この貫通孔3aをガイドシャフト2が貫通している。これにより、フロート3は、ガイドシャフト2に案内されて上下動可能である。しかしながら、フロート3は、横方向への移動を規制されて上下方向に移動可能であれば、ガイドシャフト2以外のガイド部材により上下動を案内されてもよい。フロート3の内部は密閉構造となっているので、復水の量に応じてフロート3には浮力がはたらき、ガイドシャフト2に沿ってフロート室1a内で上下動するようになっている。ガイドシャフト2により、フロート3の動く方向は上下方向に規制されるので、振動等の外乱でもフロート3が暴れることがなく、フロート3の破損を防止できる。
【0026】
ピンホルダ4は、フロート3の下端部にジョイントソケット12により固定されている。図2に示すように、フロート3の貫通孔3aの内壁は、下端側に突設されて突設部3bが形成されている。突設部3bにジョイントソケット12が固定ネジで固着され、ジョイントソケット12にピンホルダ4が固定ネジで固定されている。こうして、ピンホルダ4は、フロート3に取り付けられている。ピンホルダ4には、両側にローラ14付きのピン13が取り付けられている。
【0027】
レバー6は、図3および図4に示すように、ピンホルダ4を挟みこんだ2枚の金属板から形成されている。レバー6は、長さ方向に沿って一端に開放した溝6aを有し、その溝6aにピンホルダ4のローラ14がスライド可能に設けられている。レバー6の他端は、シートフランジ9の取付部9aに回転可能にピン15で取り付けられ、さらにノックピン16によりプラグ5に一体的に固定されている。従って、レバー6が回転すると共にプラグ5も回転するように構成されている。シートフランジ9のフランジ取付け孔7cは、ピンホルダ4とプラグ5とレバー6とを取出し可能な大きさを有している。
【0028】
プラグ5は、半球形の弁部5aを備え、レバー6の回転動作により回転して排出口10を開閉するように構成されている。すなわち、図4に示すように、フロート3が下端の位置では、プラグ5が排出口10を閉じた状態となり、フロート3が上昇するにつれて、プラグ5が排出口10を開くようになっている。プラグ5は回転して排出口10を閉じるようになっているので、排出口10の開閉を緩やかに行うことができ、内弁の急激な閉止に伴うウォータハンマの発生を防止することができる。特に、プラグ5は、排出口10の中心軸線から回転中心がずれたプラグ(偏心プラグ)から成る。プラグ5の回転の中心位置であるピン15は排出口10の中心に対して偏心しているので、プラグの開閉時に無理な力が加わらず、動作がスムーズに行われる。そのため、排水は連続的におこなわれ、ウォータハンマ等の異常現象は特に生じない。プラグ5の形状は、排出口10の開口面積を大きくとれるように設計されている。しかしながら、プラグ5は、例えば、側面に貫通孔を有した円筒状部材から成ってもよい。
【0029】
図1に示すように、偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップAにおいて、蒸気使用機器や蒸気配管等(図示せず)から流れてきた復水は、流入口7aよりストレーナ11を通過してフロート室1aに入り、フロート室1aに徐々に溜まる。そして、復水が所定量になるとフロート3はその浮力により浮くので、ガイドシャフト2により案内されて上方に移動する。すると、フロート3と共にピンホルダ4も上方に移動するので、ピンホルダ4にスライド可能に取り付けられたレバー6が回転してプラグ5を回転させる。その結果、排出口10が開き、フロート室1aの復水は矢印のように流出口7bより外部に排出される。フロート室1aから復水が排出されると、フロート3は下降し、レバー6を介してプラグ5は回転して排出口10を閉じる。
【0030】
偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップAは、前述のような弁開閉機構を採用しているので、フロートがレバーに固定された機構と異なり、フロートがレバーにより回転運動するのに必要な空間が不要となり、装置の小型化が実現できるものである。偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップAは、排出口の断面積を大きくして排水能力を高め、使用圧力範囲を広くすることができる。
【0031】
また、プラグ5の中心位置あるピン15から弁部5aでの距離を小さくすることにより、てこの原理によるレバー6の増幅率が大きくなり、動作がスムーズになると共に装置を小型化することができる。
【0032】
また、プラグの偏心量を小さくすることで、排出量特性においてレンジアビリティが高くなって、排出量が小から大まで連続した動作ができ、蒸気使用機器等の負荷変動が大きくとも対応可能になり、作動回数の低減により高寿命化を図ることが可能になる。
【0033】
また、フロート3とレバー6とが固定されずに着脱可能となっているので、メンテナンス時にフロート3とレバー6を簡単に取り外すことができ、従来、課題となっていたメンテナンス時にフロートとレバーの取り外しに手間がかかるという問題を解消できる。特に、レバー6は開放した溝6aにローラ14がスライド可能に設けられた構成となっているため、シートフランジ9をボデー7から取り外して、溝6aからローラ14を外すことにより、プラグ5とレバー6とをフランジ取付け孔7cから容易に引き抜き、メンテナンスを行うことができる。
【0034】
次に、図4に示す偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップBは、弁開閉機構に特性リンク機構を採用したものである。弁開閉機構を除いては偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップAと同様の構成および作用を有するため、弁開閉機構のみについて説明する。
【0035】
この弁開閉機構は、図5および図6に示すように、2つのレバー21,22によるリンク機構を備えるものである。レバー21の一端はピンホルダ23にピン24で回転可能に取り付けられており、他端はピン25によりレバー22の一端に回転可能に連結されている。レバー22の他端は、シートフランジ9の取付部9aにピン15で回転可能に取り付けられている。また、レバー22の他端には、ノックピン16によりプラグ5が固定されている。この構成により、フロート3が上下動すると、レバー21を介してレバー22が他端を中心として回転し、プラグ5を回転させ、排出口10を開閉する。
【0036】
この特性リンク機構は、前述した偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップAと同様な効果を奏するものであるが、特性リンク機構のリンクの作用により出力を大きくすることができ、高圧タイプの装置に適している。
【0037】
偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップBでは、ピンホルダ4をジョイントソケット12から取り外すことにより、シートフランジ9をボデー7から取り外し、ピンホルダ4とプラグ5とレバー6とをフランジ取付け孔7cから引き抜き、メンテナンスを行うことができる。
【0038】
【発明の効果】
本発明に係るフロート式スチームトラップによれば、フロートを回転運動させる空間が不要となるので、同じ排出能力を持つ装置よりも小型化を図ることができる。
【0039】
また、フロートの動きはガイド部材に案内された上下動のみに規制されるので、振動等の外乱でもフロートが暴れることがなく、フロートの破損を防止できる。
さらに、プラグは回転して排出口を閉じるようになっているので、排出口の開閉を緩やかに行うことができ、内弁の急激な閉止に伴うウォータハンマの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップを示す断面図である。
【図2】図1のII−II矢視断面図である。
【図3】図1の偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップのスコッチヨーク型弁開閉機構を示す平面断面図である。
【図4】図1の偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップのスコッチヨーク型弁開閉機構を示す縦断面図である。
【図5】本発明の実施の形態の特性リンク機構を備えた偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップを示す断面図である。
【図6】図5の偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップの特性リンク機構を示す平面断面図である。
【図7】図5の偏心回転プラグ型フロート式スチームトラップの特性リンク機構を示す縦断面図である。
【図8】従来のフロート式スチームトラップを示す断面図である。
【図9】他の従来のフロート式スチームトラップを示す断面図である。
【符号の説明】
1 本体
1a フロート室
2 ガイドシャフト
3 フロート
4 ピンホルダ
5 プラグ
6 レバー
7 ボデー
7a 流入口
7b 流出口
8 カバー
9 排出口
10 シートフランジ
Claims (6)
- フロート室を有し、前記フロート室に連通する流入口と排出口とを有する本体と、
前記フロート室に配置されたフロートと、
前記フロート室に設けられ、前記フロートを上下動可能に案内するガイド部材と、
前記フロートに取外し可能に設けられたホルダと、
前記排出口を開閉可能なプラグと、
前記フロートの上下動に応じて前記プラグが回転して前記排出口を開閉するよう前記ホルダと前記プラグとに接続された運動伝達機構とを有し、
前記本体はボデーとカバーとシートフランジとを有し、前記ボデーは前記ホルダと前記プラグと前記運動伝達機構とを外部に取出し可能な大きさのフランジ取付け孔を有し、前記シートフランジは前記排出口を有して前記フランジ取付け孔に取外し可能に設けられていることを、
特徴とするフロート式スチームトラップ。 - 前記ガイド部材は、前記フロートを貫通して前記フロート室の上部および下部に接続したガイドシャフトから成ることを特徴とする請求項1記載のフロート式スチームトラップ。
- 前記ホルダはピンを有して前記フロートの下端部に固定され、前記運動伝達機構はレバーを有し、前記レバーは前記プラグに一体的に設けられ一端が前記ピンにスライド可能に設けられ前記プラグが回転して前記排出口を開閉するよう他端が前記本体に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載のフロート式スチームトラップ。
- 前記運動伝達機構は第1レバーおよび第2レバーを有し、前記第1レバーは一端が前記ホルダに回転可能に設けられ他端が前記第2レバーの一端に回転可能に設けられ、前記第2レバーは前記プラグに一体的に設けられ前記プラグが回転して前記排出口を開閉するよう他端が前記本体に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載のフロート式スチームトラップ。
- 前記プラグは回転中心が前記排出口の中心軸線からずれたプラグから成ることを特徴とする請求項1,2,3または4記載のフロート式スチームトラップ。
- 前記プラグはボール弁から成ることを特徴とする請求項1,2,3または4記載のフロート式スチームトラップ。
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